Công nghệ DNA tái tổ hợp là gì?

Tìm hiểu về tái tổ hợp gen

DNA tái tổ hợp, hay rDNA, là DNA được hình thành bằng cách kết hợp DNA từ các nguồn khác nhau thông qua một quá trình gọi là tái tổ hợp di truyền. Thông thường, các nguồn là từ các sinh vật khác nhau. Nói chung, DNA từ các sinh vật khác nhau có cùng cấu trúc hóa học. Vì lý do này, có thể tạo DNA từ các nguồn khác nhau bằng cách kết hợp các chuỗi.

  • Công nghệ DNA tái tổ hợp kết hợp DNA từ các nguồn khác nhau để tạo ra một chuỗi DNA khác nhau.
  • Công nghệ DNA tái tổ hợp được sử dụng trong một loạt các ứng dụng từ sản xuất vắc-xin đến sản xuất cây trồng biến đổi gen.
  • Khi công nghệ DNA tái tổ hợp tiến bộ, độ chính xác của kỹ thuật phải được cân bằng bởi các mối quan tâm về đạo đức.

DNA tái tổ hợp có nhiều ứng dụng trong khoa học và y học. Một cách sử dụng DNA tái tổ hợp nổi tiếng là sản xuất insulin. Trước sự ra đời của công nghệ này, insulin phần lớn đến từ động vật. Insulin bây giờ có thể được sản xuất hiệu quả hơn bằng cách sử dụng các sinh vật như E. coli và nấm men. Bằng cách chèn gen cho insulin từ người trong các sinh vật này, insulin có thể được sản xuất.

Quá trình tái tổ hợp di truyền

Vào những năm 1970, các nhà khoa học đã tìm thấy một loại enzyme cắt đứt DNA trong các kết hợp nucleotide cụ thể. Những enzyme này được gọi là enzyme hạn chế. Khám phá đó cho phép các nhà khoa học khác phân lập DNA từ các nguồn khác nhau và tạo ra phân tử rDNA nhân tạo đầu tiên. Những khám phá khác theo sau, và ngày nay một số phương pháp tái hợp DNA tồn tại.

Trong khi một số nhà khoa học là công cụ phát triển các quá trình DNA tái tổ hợp này, Peter lobban, một sinh viên tốt nghiệp dưới sự dạy dỗ của Dale Kaiser tại Khoa Hóa sinh của Đại học Stanford, thường được cho là người đầu tiên đề xuất ý tưởng về DNA tái tổ hợp. Những người khác tại Stanford là công cụ phát triển các kỹ thuật ban đầu được sử dụng.

Trong khi các cơ chế có thể khác nhau rộng rãi, quá trình tái tổ hợp di truyền nói chung bao gồm các bước sau.

  1. Một gen cụ thể (ví dụ, gen người) được xác định và phân lập.
  2. Gen này được chèn vào một Vectơ là cơ chế mà vật liệu di truyền của gen được đưa vào một tế bào khác. Plasmid là một ví dụ về một vectơ phổ biến.
  3. Các vector được chèn vào một sinh vật khác. Điều này có thể đạt được bằng một số phương pháp chuyển gen khác nhau như siêu âm, tiêm vi mô và điện di.
  4. Sau khi giới thiệu vectơ, các tế bào có vectơ tái tổ hợp được phân lập, chọn lọc và nuôi cấy.
  5. Các gen được thể hiện để cuối cùng sản phẩm mong muốn có thể được tổng hợp, thường là với số lượng lớn.

Ví dụ về công nghệ DNA tái tổ hợp

Công nghệ DNA tái tổ hợp được sử dụng trong một số ứng dụng bao gồm vắc-xin, sản phẩm thực phẩm, dược phẩm, xét nghiệm chẩn đoán và cây trồng biến đổi gen.

Vắc xin

Vắc-xin có protein virut được sản xuất bởi vi khuẩn hoặc nấm men từ các gen virut tái tổ hợp được coi là an toàn hơn so với các vắc-xin được tạo ra bằng các phương pháp truyền thống hơn và chứa các hạt vi-rút.

Các sản phẩm dược phẩm khác

Như đã đề cập trước đó, insulin là một ví dụ khác về việc sử dụng công nghệ DNA tái tổ hợp. Trước đây, insulin được lấy từ động vật, chủ yếu từ tuyến tụy của lợn và bò, nhưng sử dụng công nghệ DNA tái tổ hợp để đưa gen insulin của con người vào vi khuẩn hoặc nấm men giúp cho việc sản xuất số lượng lớn hơn đơn giản hơn.

Một số sản phẩm dược phẩm khác, như kháng sinh và thay thế protein của con người, được sản xuất bằng các phương pháp tương tự.

Các sản phẩm thực phẩm

Một số sản phẩm thực phẩm được sản xuất bằng công nghệ DNA tái tổ hợp. Một ví dụ phổ biến là enzyme chymosin, một loại enzyme được sử dụng để làm phô mai. Theo truyền thống, nó được tìm thấy trong rennet được chế biến từ dạ dày của bê, nhưng sản xuất chymosin thông qua kỹ thuật di truyền thì dễ dàng và nhanh hơn nhiều (và không cần phải giết chết động vật trẻ). Ngày nay, phần lớn phô mai được sản xuất tại Hoa Kỳ được sản xuất với chymosin biến đổi gen.

Kiểm tra chẩn đoán

Công nghệ DNA tái tổ hợp cũng được sử dụng trong lĩnh vực xét nghiệm chẩn đoán. Xét nghiệm di truyền cho một loạt các điều kiện, như xơ nang và loạn dưỡng cơ, đã được hưởng lợi từ việc sử dụng công nghệ rDNA.

Cây trồng

Công nghệ DNA tái tổ hợp đã được sử dụng để sản xuất cả cây trồng chống côn trùng và thuốc diệt cỏ. Các loại cây trồng kháng thuốc diệt cỏ phổ biến nhất có khả năng kháng ứng dụng glyphosate, một loại thuốc diệt cỏ phổ biến. Sản xuất cây trồng như vậy không phải là không có vấn đề như nhiều người đặt câu hỏi về sự an toàn lâu dài của các loại cây trồng biến đổi gen như vậy.

Tương lai của DNA tái tổ hợp

Các nhà khoa học rất vui mừng về tương lai của DNA tái tổ hợp. Mặc dù các kỹ thuật trên đường chân trời khác nhau, nhưng tất cả đều có điểm chung là độ chính xác mà bộ gen có thể được thao tác.

Một ví dụ như vậy là CRISPR-Cas9. Is là một phân tử cho phép chèn hoặc xóa DNA một cách cực kỳ chính xác. CRISPR là từ viết tắt của cụm từ “Lặp lại lặp đi lặp lại ngắn xen kẽ ngắn” trong khi Cas9 là viết tắt của “CRISPR asso”.

Domin Võ

Dành ra 12 tiếng/ngày cho công việc tẻ nhạt ở ngân hàng, chỉ khi viết bài cho Mingeek, anh ấy mới thật sự là chính mình. Anh muốn cho mọi người thấy rằng, khoa học không nhàm chán như trong SGK đâu! Nếu các bạn phát hiện sai sót gì trong bài, có thể liên hệ với anh ấy qua Facebook bên dưới. Hoặc nếu bạn muốn trò chuyện về Khoa học, hãy kết bạn luôn nào <3

Related Articles

Back to top button

Adblock Detected

Please consider supporting us by disabling your ad blocker